Następny poziom: Automatyzacja obrabiarek za pomocą robotów mobilnych

Od wzrostu cen po brak wykwalifikowanych pracowników – przedsiębiorstwa przemysłowe znajdują się pod coraz większą presją. W ramach projektu pilotażowego firmy KUKA i HELLER, producent obrabiarek CNC, opracowały inteligentne zastosowanie dla tych wyzwań: Robot mobilny automatycznie ładuje i rozładowuje maszyny z narzędziami i odciąża pracowników.

Automatyzacja załadunku maszyn jest jeszcze w powijakach

Mała liczba sztuk, duża złożoność – i wszystko oczywiście jak najszybciej. Indywidualne życzenia klientów stanowią wyzwanie dla przedsiębiorstw przemysłowych, podobnie jak brak wykwalifikowanych pracowników oraz rosnące ceny surowców i usług. Można to rozwiązać poprzez automatyzację. Na przykład automatyzacja jest już bardzo zaawansowana w przypadku zadań związanych z paletyzacją, przeładunkiem lub montażem, jak również z obróbką elementów. Jednak elastyczny i zautomatyzowany załadunek i rozładunek maszyn z narzędziami jest jeszcze w powijakach. Wspólnie z firmą KUKA działająca na całym świecie grupa przedsiębiorstw HELLER uruchomiła i wdrożyła projekt pilotażowy, który może wypełnić właśnie tę lukę.

Skoncentrowane know-how z zakresu robotyki dla większej automatyzacji

„W tym obszarze jest duży potencjał. Nie chodzi tylko o automatyzację przed maszyną, ale także za nią” – mówi Robert Eber, odpowiedzialny w firmie HELLER za automatyzację palet i robotów. W pięciu zakładach produkcyjnych na całym świecie grupa firm produkuje najnowocześniejsze obrabiarki CNC i systemy produkcyjne do obróbki skrawaniem. Do klientów firmy założonej w 1894 roku w Nürtingen należą liczne przedsiębiorstwa z branży ogólnej budowy maszyn, techniki energetycznej, techniki płynów, przemysłu lotniczego i kosmicznego, przemysłu samochodowego oraz ich dostawcy, jak również z wielu innych branż. FirmaHELLER już w poprzednich zadaniach korzystała z rozwiązań opartych na robotach firmy KUKA. Natomiast w przypadku projektu pilotażowego dotyczącego załadunku maszyn przez roboty, obie firmy po raz pierwszy współpracowały ze sobą na zasadzie partnerstwa, aby opracować rynkowe zastosowanie.

HELLER stawia na rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta, a tym samym na technologię automatyzacji.

Duża elastyczność: załadunek maszyn przez roboty mobilne

Współpraca rozpoczęła się od ustalenia, które procesy manualne można zautomatyzować i gdzie leżą ograniczenia. „Skontaktowaliśmy się z firmą HELLER i zapytaliśmy, czy widzą potrzebę w zakresie robotyki mobilnej, na co otrzymaliśmy bezpośrednią odpowiedź twierdzącą. W ten sposób powstały pierwsze pomysły, koncepcje i wreszcie nasz projekt pilotażowy” – relacjonuje Steffen Günther, Global Business Development Manager w firmie KUKA. Obie firmy rozpoczęły projekt wiosną 2021 roku, a dobry rok i kilka wyzwań później udało się w końcu znaleźć odpowiednie procesy.

Robot mobilny dla większej wydajności

A wygląda to tak: Wykorzystując informacje ze zlecenia produkcyjnego przekazane przez pracowników, komputer główny firmy CERTA określa, jakich narzędzi potrzebuje maszyna. Nakazuje KMR CYBERTECH pobrać z magazynu odpowiednie narzędzia. Platforma mobilna, napędzana przez technologię wielokierunkową z zainstalowanym robotem KR CYBERTECH wyrusza i zajmuje się załadunkiem maszyn. „KMR CYBERTECH był do tego optymalnym produktem, ponieważ mamy maksymalny ciężar do 20 kilogramów da uchwytu narzędziowego” – zauważa Steffen Günther. Ramię robota podnosi odpowiednie narzędzia i umieszcza je na odpowiednich uchwytach na platformie. Potem podróż trwa dalej.

Zautomatyzowane rozwiązanie eliminuje konieczność podchodzenia przez pracownika do maszyny i wkładania narzędzi. W ten sposób możemy przesunąć punkt ciężkości prac ręcznych.

Robert Eber, kierownik grupy ds. automatyki palet i robotów przemysłowych w firmie HELLER

Zalety robotów mobilnych

KMR CYBERTECH przynosi części do odpowiedniej maszyny i umieszcza je tam, gdzie są potrzebne. „Rozwiązanie automatycznego załadunku maszyn eliminuje konieczność podchodzenia operatora do maszyny i ładowania narzędzi. Dzięki temu możemy przesunąć punkt ciężkości prac ręcznych” – wyjaśnia Robert Eber. W tym rozwiązaniu KMR CYBERTECH zajmuje się nie tylko załadunkiem i rozładunkiem, ale także wymianą. Na przykład, gdy komputer główny otrzymuje informację o zużytym narzędziu, platforma kieruje się do maszyny, której dotyczy problem. Rozładować, odtransportować, pobrać nowe narzędzie, włożyć do maszyny – gotowe.

Robot może nauczyć się obsługi obrabiarki.

Autonomiczny robot mobilny w zakładzie

Szczególnym wyzwaniem przy opracowywaniu tego rozwiązania dla automatycznego załadunku maszyn była komunikacja pomiędzy wszystkimi zaangażowanymi systemami. „Jakie dane są dostępne, kiedy i gdzie? Największym wyzwaniem były dla nas interfejsy do wymiany danych” – mówi Robert Eber. Dzięki połączonym kompetencjom w zakresie automatyzacji firm KUKA i HELLER, po wielu testach znaleziono odpowiedni sposób, aby zapewnić, że platforma mobilna nie będzie po prostu podróżować z punktu A do punktu B. Obecnie otrzymuje ona niezbędne informacje na bieżąco, dzięki czemu wie dokładnie, co należy zrobić w danym momencie.

Robotyka mobilna może wykonywać te zadania 24/7, a wykwalifikowani pracownicy mogą skupić się na swoich umiejętnościach i czynnościach przynoszących większą wartość.

Steffen Günther, Global Business Development Manager w KUKA

Elastyczność dla użytkownika

W projekcie pilotażowym miał być zrealizowany również drugi wymóg. „Chcieliśmy jak najmniej zmienić w stosunku do obsługi ręcznej” – precyzuje Eber. „To znaczy: pracownik powinien również nadal mieć możliwość wstawiania narzędzi i zarządzania danymi w razie potrzeby”.

Elastyczność i automatyzacja: Roboty mobilne mogą nie tylko transportować element, ale także przejąć załadunek maszyny narzędziami.

Życzenia klientów dotyczące robotów na obrabiarkach

Projekt został zrealizowany, wykonalność została stwierdzona: Komunikacja działa i teraz zarówno ludzie, jak i roboty mogą załadowywać maszyny narzędziami. „Będziemy teraz monitorować rynek i jesteśmy gotowi przejść na kolejny poziom i odpowiedzieć na prośby klientów” – podkreśla Eber. Również dla firmy KUKA był to pierwszy duży projekt z wykorzystaniem robotyki mobilnej w zakresie automatyzacji obrabiarki. Steffen Günther jest przekonany, że w ten sposób przeciwdziała się brakowi wykwalifikowanych pracowników i wzmacnia przedsiębiorstwa przemysłowe. „Robotyka mobilna może wykonywać te prace 24/7, a wykwalifikowani pracownicy mogą skupić się na swoich kompetencjach i czynnościach przynoszących większą wartość”. Kamień węgielny został położony, a pierwsze projekty i oferty zostały już wygenerowane dzięki współpracy z firmą HELLER. Teraz zadaniem jest włączenie tego przyszłościowego projektu do hal produkcyjnych innych producentów narzędzi.